内容正文:
专题09 三角函数的图象和性质
(一)周期函数
1.周期函数
条件
①对于函数f(x),存在一个非零常数T
②当x取定义域内的每一个值时,都有f(x+T)=f(x)
结论
函数f(x)叫做周期函数,非零常数T叫做这个函数的周期
2.最小正周期
条件
周期函数f(x)的所有周期中存在一个最小的正数
结论
这个最小正数叫做f(x)的最小正周期
3.及周期为周期为,其中为常数,且
(二)正弦函数、余弦函数的图象和性质
1.正、余弦函数解析式
正弦函数y=sinx,定义域R;余弦函数y=cosx,定义域R
2.正弦函数图象的画法
(1)几何法:利用正弦线画函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象,是把角x的正弦线向右平移,使它的起点与x轴上的点x重合,再用光滑的曲线把这些正弦线的终点连接起来,就得到函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象.
(2)五点法:用“五点法”作函数y=sinx,x∈[0,2π]的图象的步骤是:
①列表:
x
0
π
2π
y=sinx
0
1
0
-1
0
②描点:在平面直角坐标系中描出五点:(0,0), (,1),(π,0),(,-1),(2π,0).
③用光滑的曲线顺次连接这五个点,得正弦曲线在[0,2π]上的简图.
y=sinx,x∈[0,2π]的图象向左、右平行移动(每次2π个单位长度),就可以得到正弦函数y=sinx,x∈R的图象.
3.正弦曲线、余弦曲线
(1)定义:正弦函数y=sinx,x∈R和余弦函数y=cosx,x∈R的图象分别叫做正弦曲线和余弦曲线.
(2)图象:如图所示.
4.正弦曲线和余弦曲线的关系
5.正弦函数的图象与性质
正弦函数的图象与性质如下表所示:
解析式
y=sinx
图象
定义域
R
当x=2kπ+ (k∈Z) 时,y取最大值1
值域
[-1,1]
当x=2kπ- (k∈Z) 时,y取最小值1
最小正周期
2π
奇偶性
奇函数
单调性
在[2kπ-,2kπ+]上是增函数;
在[2kπ+,2kπ+]上是减函数(k∈Z)
【知识拓展】正弦曲线是中心对称图形,其所有的对称中心坐标为(kπ,0)(k∈Z),即正弦曲线与x轴的所有交点;正弦曲线也是轴对称图形,其所有的对称轴方程是x=kπ+ (k∈Z),所有对称轴垂直于x轴,且与正弦曲线交点的纵坐标是正弦函数的最大(小)值.
6.余弦函数的图象与性质
余弦函数的图象与性质如下表所示:
解析式
y=cosx
图象
定义域
R
当x=2kπ(k∈Z) 时,y取最大值1
值域
[-1,1]
当x=2kπ+π(k∈Z) 时,y取最小值1
最小正周期
2π
奇偶性
偶函数
单调性
在[(2kπ-1)π,2kπ]上是增函数;
在[2kπ,(2k+1)π]上是减函数(k∈Z)
【知识拓展】余弦曲线是中心对称图形,其所有的对称中心坐标是(kπ+,0)(k∈Z),即余弦曲线与x轴的所有交点;余弦曲线也是轴对称图形,其所有的对称轴方程是x=kπ(k∈Z),所有对称轴垂直于x轴,且与余弦曲线交点的纵坐标是余弦函数的最大(小)值.
(三)正切函数的图象与性质
(1)图象:如图所示.
正切函数y=tanx的图象叫做正切曲线.
(2)性质:如下表所示.
函数
性质
y=tanx
定义域
值域
R
周期
π
奇偶性
奇函数
单调性
增区间
减区间
无
【知识拓展】(1)正切函数图象的对称中心是(,0)(k∈Z),不存在对称轴.
(2)直线x=+kπ(k∈Z)称为正切曲线的渐近线,正切曲线无限接近渐近线.
(四)函数y=Asin(ωx+φ)的图象常见画法
(1)五点法:①列表(ωx+φ通常取0,,π,,2π这五个值);②描点;③连线.
(2)变换法:
①先平移后伸缩
②先伸缩后平移
特别提醒:在进行图象变换时,先平移后伸缩与先伸缩后平移是两种不同的变换,且这两种变换中,平移的单位长度不同,前者平移了|φ|个单位长度,而后者平移了||个单位长度,这是因为由y=sinωx的图象变换为y=sin(ωx+φ)的图象的过程中,各点的横坐标增加或减少了||个单位长度,即x→x+,ωx→ωx+φ.
题型一 三角函数的周期性及应用
【典例1】(2021·江苏·常州市第一中学高一阶段练习)已知函数的部分图象如图所示,则的值等于( )
A.2 B. C. D.
【典例2】(2022·江苏省镇江中学高一阶段练习)已知函数的最小正周期为,则的值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【总结提升】
求三角函数周期的方法
(1)定义法:紧扣周期函数的定义,寻求对定义域内的任意实数x都满足f(x